精品解析：重庆市巴蜀中学校2023-2024学年高二下学期5月期中物理试题

高2025届高二（下）期中考试 物理试卷 注意事项： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。 2、每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试卷上作答无效。 3、考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。满分100分，考试用时90分钟。 一、单选题（共10题，每题3分，共30分，每题只有一个选项符合题目要求） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B. 太空舱里静止的小水滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C. 水滴“粘”在玻璃上，是因为水不能浸润玻璃 D. 某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为 2. 关于电磁振荡和电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 电磁波和机械波的传播都需要介质 B. 如图甲所示的磁场能产生电磁波 C. 红外线的衍射能力比X射线的衍射能力弱 D. 图乙所示的电磁振荡电路，电容器刚要放电时，线圈中的电流最大 3. 如图为在、两种温度下黑体的辐射强度与其辐射电磁波波长的关系，下列说法正确的是（　　） A. B. 黑体能反射电磁波 C. 温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 D. 牛顿提出的能量子假说很好地解释了黑体辐射的实验规律 4. 如图为两分子间的分子力与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处，分子b从处静止释放至运动到的过程中（运动过程中仅考虑分子间作用力，假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0）。（　　） A. a、b间分子力先减小后增加 B. b分子在位置时仅受到引力作用 C. b分子运动到位置时，速度最小 D. 两分子间分子势能逐渐变小 5. 如图是一定质量的理想气体的图，气体状态从完成一次循环，（图中实线）和为等温过程，温度分别为和。下列判断正确的是（　　） A. B. 过程中，气体的内能不变 C. 若气体状态沿图中虚线由，则气体的平均分子动能先变大后变小 D. 过程中，气体分子在单位时间内与容器单位面积上碰撞的次数增加 6. 如图，图甲为某一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图。P、Q、M为简谐波上的质点，图乙为M质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该简谐波沿x轴负方向传播 B. 该简谐波的传播速度为4m/s C. 时，P质点的速度大于Q质点的速度 D. 从图甲所示位置起，Q质点比P质点先回到平衡位置 7. 如图甲所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（不会流出吸管）。饮料罐和吸管水平放置，如果不计大气压的变化，标上刻度后该装置就是一支简易的温度计，则（　　） A. 温度升高后，罐中气体压强增大 B. 吸管上的温度计刻度是不均匀的 C. 油柱位置越靠近饮料罐，说明温度越高 D. 若将温度计立放使用，如图乙，温度测量值将偏小 8. 真空中有一个底面直径为、高为的圆柱形薄玻璃槽，槽内充满某种液体，一光屏紧贴玻璃槽右侧D点竖直放置，如图所示。现用一蓝色激光笔从槽底A点沿AO方向射出一细光束，光束与液面成角，恰好在光屏上的B点接收到光束，已知O、D距离为，用刻度尺测出B点到槽边缘D点的距离为。不考虑光的多次反射。下列有关说法正确的是（　　） A. 该种液体对蓝光的折射率 B. 蓝光从液体射入真空中，频率将变大 C. 若改用红色激光笔照射，其他条件不变，光屏上的光斑将向B点上方移动 D. 若用蓝色激光从槽边缘C点沿CO入射，光屏仍能接收到光束 9. 如图为一自行车上的发电装置。固定磁极N、S产生匀强磁场，矩形线圈abcd（线圈、灯泡、的电阻均相等且不变）固定在转轴上，转轴一端通过半径r的摩擦小轮与车轮边缘相接触，两者无相对滑动。图中理想变压器原、副线圈匝数比为。当自行车以v匀速前进时，车轮带动摩擦小轮转动进而发电，下列说法正确是（　　） A. 当线圈abcd平面与磁场方向垂直时，发电机电动势最大 B. 若灯丝突然断裂，则两端电压的有效值将变小 C. 若灯丝突然断裂，线圈abcd电阻的热功率变大 D. 若增大摩擦小轮的半径，则流经的电流有效值将变小 10. 图甲为某商场电梯，它主要由磁场和含有导线框的轿厢组成。竖直面上相距为b的两根绝缘平行直导轨，置于等距离分布的方向相反的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，磁感应强度大小相等，每个磁场分布区间的长度都是a，相间排列，如图乙所示。当这些磁场在竖直方向匀速平动时，跨在两导轨间的宽为b、长为a、总电阻为R的导线框MNPQ（固定在轿厢上）将受到安培力。当磁场平动速度为时，轿厢悬停；当磁场平动速度为时，轿厢最终竖直向上以速度u匀速运动。已知导线框和轿厢的总质量为m，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A. 方向向下，方向向上 B. 轿厢从悬停到匀速上升的过程中，平均速度为 C. 匀强磁场的磁感应强度 D. 轿厢匀速上升的过程中，外界每秒钟需要给轿厢系统提供的能量 二、多选题（共5题，每题4分，共20分，每题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但没选全得2分，有错选的得0分） 11. 关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（　　） A. 第一类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量守恒定律 B. 一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的 C. 屋内比屋外温度高，则屋内的所有空气分子速率比屋外所有的空气分子速率大 D. 一定质量的理想气体温度升高1℃，其等压过程吸收的热量小于等容过程吸收的热量 12. 用不同单色光照射图甲电路中光电管阴极K时，微安表读数随两极板间电压变化的图像如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 甲光的频率小于乙光的频率 B. 甲光的频率大于乙光的频率 C. 甲光的强度比丙光的强度大 D. 甲光的强度比丙光的强度小 13. 如图所示，一个水槽中盛有一些水，在外力作用下，将长、底面积为的导热柱形筒从水面上方缓慢向下移动，直到管底距水面1m时，撤掉外力，筒恰能悬停在水中。假设筒口浸入水中后，筒内的气体质量不变，视为理想气体，筒的厚度和筒内气体所受的重力可忽略不计。不计环境温度的变化，且筒始终竖直。已知外界大气压始终为，水的密度为，重力加速度取。下列分析正确的是（　　） A. 从筒口接触水面到悬停的过程中，筒内气体从外界吸热 B. 筒悬停时，若外界大气压突然变大，则筒将会下沉 C. 筒悬停在水中时，有0.2m高的水柱进入筒内 D. 筒的质量为10kg 14. 半径为r、间距为L的固定光滑半圆弧轨道右端接有一阻值为R的定值电阻，如图所示。整个空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一根长度为L、质量为m、电阻为2R的金属棒从轨道最左端位置ab开始，在外力的作用下以速率v沿轨道（始终与轨道接触良好）做匀速圆周运动，在cd处与轨道分离。电路中其余电阻均不计，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒运动到轨道最低点时，通过定值电阻的电流方向为 B. 整个过程中，金属棒两端的电压不变 C. 整个过程中通过金属棒某截面的电荷量为 D. 整个过程中定值电阻上产生的焦耳热为 15. 如图所示，光滑平行金属导轨PQ，MN固定在水平地面上，其间距分别为2L和L，导轨电阻不计。金属棒a、b分别垂直放置在导轨PQ、MN上，其长度分别为2L和L，质量分别为2m和m，电阻分别为2R和R。整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，导轨PQ区域磁感应强度为B，导轨MN区域磁感应强度为2B。棒a的初速度向左、棒b的初速度向右、大小均为，经过时间，b棒的速度减小为，方向向右。a棒始终在PQ轨道上运动，b棒始终在MN轨道上运动，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒a、b系统动量守恒 B. ，棒a相对与棒b的位移大小为 C. ，棒a的位移大小为 D. 从开始运动到b棒的速率为的过程中流过金属棒a的电荷量可能为 三、实验题（本题13分，共2小题，请把答案写在答题卡中指定的答题处） 16. 小巴同学操作“油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下： ①向体积的油酸中加酒精，直至总量达到 ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是； ③先往边长为的浅盘里倒入2cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的轮廓； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长。 根据以上信息，回答下列问题： （1）测量一滴油酸酒精溶液的体积时，为了减小误差而采用的方法是（　　） A. 归纳法 B. 累积法 C. 理想模型法 D. 控制变量法 （2）某同学在用油膜法估测油酸分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于______。 A. 粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大 B. 计算每滴体积时，1mL的溶液滴数多数了几滴 C. 粉末太厚导致油酸未完全散开 （3）如图中小方格的个数N有115个，油酸分子的直径d约为______m（结果保留一位有效数字）。 17. 巴蜀某物理实验小组的同学利用玻意耳定律测量重庆室温（33℃）下的大气压，实验装置如图所示，主要实验步骤如下： 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 0.076 0.091 0.118 0.164 0.250 0.556 13.1 11.0 8.5 6.1 4.0 1.8 ①将一导热圆柱形汽缸（缸壁厚度不计）开口向下并固定在天花板上，用质量为的活塞（厚度不计）封闭一定质量的气体； ②测量汽缸的底面面积，记为 ③在活塞下方附加一质量为m的钩码，待稳定后利用刻度尺测量出活塞距离汽缸顶部的高度h； ④逐渐增加钩码的质量，重复③中的步骤，分别记录钩码的质量以及相应的活塞距离汽缸顶部的高度并记录在表格中； ⑤以钩码的质量m为纵坐标，活塞距离汽缸顶部高度h的倒数为横坐标，绘制图像。实验中可忽略一切摩擦和外界温度变化，g取。 （1）根据表格中的数据，在答题纸的坐标纸上描点作图，绘制图像______； （2）根据图像测得的大气压强为______Pa；（计算结果保留两位有效数字） （3）若该小组同学在处理实验数据时忘记考虑活塞质量，他们测量的大气压强______（选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强的实际值； （4）若使用该实验装置在23℃下进行实验，得到的图像斜率的绝对值______（选填“大于”“小于”或“等于”）33℃下得到的图像斜率的绝对值。 四、计算题（本题共37分，3小题，18题10分，19题12分，20题15分，每题要求写出必要的文字说明、方程式和步骤） 18. 潮汐发电是一种水力发电的形式，利用潮汐自然涨落产生的水位差具有的势能，通过水轮发电机组转为电能。某小型双向型潮汐发电站水轮发电机每年（365天）发电总量E为，求： （1）水轮发电机的平均功率大小； （2）采用有效值的高压交流电向某地区输电，输送功率为第（1）问中算出的平均功率，若输电线上损耗的功率为输送功率的，求输电线总电阻r。 19. 蜀妹同学设计了测量平板车加速度的装置如图。矩形导热汽缸固定在车厢底面，水平轻弹簧分别连接活塞与车厢右壁，活塞可在汽缸内无摩擦滑动。已知活塞质量、横截面积，弹簧的劲度系数，环境温度，外界大气压强。初始时，汽缸和活塞均处于静止状态，弹簧处于原长，缸内封闭一定质量理想气体，此时活塞与缸底间的气柱长；当平板车沿水平方向做直线运动，活塞相对汽缸静止时，弹簧伸长量为0.5cm（弹簧形变始终在弹性限度内）。求： （1）平板车运动时，缸内气体的压强（可用分数表示）； （2）平板车加速度的大小、方向； （3）若环境温度升高到330K（忽略大气压变化），为保证系统以第（2）问中的加速度运动时，弹簧的伸长量仍然为0.5cm，需在此温度下释放缸内部分气体，则释放气体质量与原气体总质量比值。 20. 如图，倾角的两平行光滑导轨、固定在斜面上，垂直斜面向下施加匀强磁场。导轨间距，导轨电阻不计且间连接一定值电阻。对质量为、长度也为L、电阻不计的ab棒施加沿斜面向上的恒力，使ab棒从静止开始加速，到达时速度，该过程通过电阻的电荷量（棒与导轨接触良好，且运动过程中始终垂直于导轨）。此后撤去恒力F，ab棒以从滑入光滑、绝缘、间距也为L的轨道和，全程不脱离轨道。其中、为半径、圆心角圆弧，、段水平，、为圆轨道与两轨道的切点。质量、电阻的“”型金属框静止于水平导轨处，导体框的长度也为、宽度，ab棒运动到处与金属框发生完全非弹性碰撞，碰后粘连成闭合线框一起向右运动。以O点为坐标原点，沿导轨向右建立坐标系，OP右侧区域存在竖直向下、磁感应强度的磁场。重力加速度取。 （1）求棒ab从静止运动到所需时间t； （2）若闭合线框进入磁场区域时，立刻给线框施加一个水平向右的拉力，使线框匀速穿过磁场区域，求此过程拉力所做功； （3）若ab棒到达时可具有不同的速度，之后沿着圆轨道运动到依然与“”型框发生完全非弹性碰撞，请分析碰后PO边能否穿过磁场区域。若能，算出其刚好穿出时对应的；若不能，算出其在磁场中停止时的位置坐标。（结果可用根号表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高2025届高二（下）期中考试 物理试卷 注意事项： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。 2、每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试卷上作答无效。 3、考试结束后，请将答题卡交回，试卷自行保存。满分100分，考试用时90分钟。 一、单选题（共10题，每题3分，共30分，每题只有一个选项符合题目要求） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了花粉分子的热运动 B. 太空舱里静止的小水滴呈球形是水的表面张力作用的结果 C. 水滴“粘”在玻璃上，是因为水不能浸润玻璃 D. 某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为，则阿伏加德罗常数可表示为 【答案】B 【解析】 【详解】A．悬浮在水中的花粉的布朗运动反映了水分子在不停地做无规则运动，故A错误； B．太空舱里静止的小水滴呈球形是水的表面张力作用的结果，故B正确； C．水滴“粘”在玻璃上，是因为水能浸润玻璃，故C错误； D．某气体的摩尔体积为V，若每个分子占据的空间体积为，则阿伏加德罗常数可表示为 故D错误。 故选B。 2. 关于电磁振荡和电磁波，下列说法正确的是（　　） A. 电磁波和机械波的传播都需要介质 B. 如图甲所示的磁场能产生电磁波 C. 红外线的衍射能力比X射线的衍射能力弱 D. 图乙所示的电磁振荡电路，电容器刚要放电时，线圈中的电流最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播需要介质，故A错误； B．根据麦克斯韦电磁理论可知，正弦式交变磁场能够产生同频率的正弦式交变电场，正弦式交变电场能够产生同频率的正弦式交变磁场，交变磁场与交变电场交替产生，形成电磁波，可知，如图甲所示的磁场能产生电磁波，故B正确； C．红外线的波长大于X射线的波长，则红外线的衍射能力比X射线的衍射能力强，故C错误； D．电容器刚要放电时，电场能最大，磁场能最小，则线圈中的电流最小，故D错误。 故选B。 3. 如图为在、两种温度下黑体的辐射强度与其辐射电磁波波长的关系，下列说法正确的是（　　） A. B. 黑体能反射电磁波 C. 温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动 D. 牛顿提出的能量子假说很好地解释了黑体辐射的实验规律 【答案】A 【解析】 【详解】AC．对于黑体辐射，温度越高，辐射强度越强，且极大值向着波长较短的方向移动，因此根据图像可知 故A正确，C错误； B．黑体只能吸收电磁波，不能反射电磁波，故B错误； D．普朗克最先提出了能量子的概念，很好的解释了黑体辐射，故D错误。 故选A。 4. 如图为两分子间的分子力与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处，分子b从处静止释放至运动到的过程中（运动过程中仅考虑分子间作用力，假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0）。（　　） A. a、b间分子力先减小后增加 B. b分子在位置时仅受到引力作用 C. b分子运动到位置时，速度最小 D. 两分子间分子势能逐渐变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知分子b从处静止释放至运动到的过程中，a、b间分子力先增大后减小，故A错误； B．b分子在位置时即受引力又受斥力，但是引力大于斥力，所以分子力的合力表现为引力，故B错误； C．分子b从处静止释放至运动到的过程中，分子力合力一直为引力，分子b一直做加速运动，b分子运动到位置时，速度最大，故C错误； D．分子b从处静止释放至运动到的过程中，引力做正功，分子势能减小，故D正确。 故选D。 5. 如图是一定质量的理想气体的图，气体状态从完成一次循环，（图中实线）和为等温过程，温度分别为和。下列判断正确的是（　　） A. B. 过程中，气体的内能不变 C. 若气体状态沿图中虚线由，则气体的平均分子动能先变大后变小 D. 过程中，气体分子在单位时间内与容器单位面积上碰撞的次数增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．等温线离坐标原点越远温度越高，故 A错误； B．过程中，温度降低，气体的内能减小，B错误； C．若气体状态沿图中虚线由，因为等温线离坐标原点越远温度越高，则温度先升高后降低，故气体的平均分子动能先变大后变小，C正确； D．过程中，温度升高，气体分子平均动能变大，单个气体分子对容器的平均冲击力变大，又因为压强不变，故气体分子在单位时间内与容器单位面积上碰撞的次数减小，D错误。 故选C。 6. 如图，图甲为某一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图。P、Q、M为简谐波上的质点，图乙为M质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该简谐波沿x轴负方向传播 B. 该简谐波的传播速度为4m/s C. 时，P质点的速度大于Q质点的速度 D. 从图甲所示位置起，Q质点比P质点先回到平衡位置 【答案】B 【解析】 【详解】A．时刻，M质点向上振动，根据同侧法可知，该简谐波沿x轴正方向传播，故A错误； B．由图甲可知波长为，由图乙可知周期为，该简谐波的传播速度为 故B正确； C．时，P质点位于波峰，速度为零，Q质点的速度大于零，故时，P质点的速度小于Q质点的速度，故C错误； D．该简谐波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，Q质点向上振动，P质点向下振动，故从图甲所示位置起，P质点比Q质点先回到平衡位置，故D错误。 故选B。 7. 如图甲所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（不会流出吸管）。饮料罐和吸管水平放置，如果不计大气压的变化，标上刻度后该装置就是一支简易的温度计，则（　　） A. 温度升高后，罐中气体压强增大 B. 吸管上的温度计刻度是不均匀的 C. 油柱位置越靠近饮料罐，说明温度越高 D. 若将温度计立放使用，如图乙，温度测量值将偏小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于饮料罐和吸管水平放置，对吸管中的油柱进行分析，可知 即罐中气体等于大气压强，即温度升高后，罐中气体压强不变，故A错误； B．由于吸管粗细均匀，令其横截面积为S，油柱密封的气体在吸管中的长度为x，罐内气体体积为，根据盖吕萨克定律有 其中C为一个定值，则有 可知，温度与x成线性关系，即吸管上的温度计刻度是均匀的，故B错误； C．结合上述可知，温度越高，x越大，即油柱位置越靠近饮料罐，说明温度越低，故C错误； D．若将温度计立放使用，罐内气体压强等于大气压强与油柱产生的压强之和，即罐内气体压强增大，导致油柱比水平放置时更加靠近饮料罐，结合上述可知，温度测量值将偏小，故D正确。 故选D。 8. 真空中有一个底面直径为、高为的圆柱形薄玻璃槽，槽内充满某种液体，一光屏紧贴玻璃槽右侧D点竖直放置，如图所示。现用一蓝色激光笔从槽底A点沿AO方向射出一细光束，光束与液面成角，恰好在光屏上的B点接收到光束，已知O、D距离为，用刻度尺测出B点到槽边缘D点的距离为。不考虑光的多次反射。下列有关说法正确的是（　　） A. 该种液体对蓝光的折射率 B. 蓝光从液体射入真空中，频率将变大 C. 若改用红色激光笔照射，其他条件不变，光屏上的光斑将向B点上方移动 D. 若用蓝色激光从槽边缘C点沿CO入射，光屏仍能接收到光束 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，由几何关系可知，光在液体中的入射角与在真空中的折射角分别为 ， 则该种液体对蓝光的折射率 故A错误； B．蓝光从液体射入真空中，频率不变，故B错误； C．当改用红色激光笔照射，由于液体对红光的折射率小于液体对蓝的折射率，若其他条件不变，则红光在真空中的折射角小一些，可知，光屏上的光斑将向B点上方移动，故C正确； D．结合上述，若蓝光发生全反射的临界角为C，则有 结合上述解得 用蓝色激光从槽边缘C点沿CO入射时，令此时的入射角为，则有 此时的入射角大于临界角，可知，此时将发生全反射，即若用蓝色激光从槽边缘C点沿CO入射，光屏不能接收到光束，故D错误。 故选C。 9. 如图为一自行车上的发电装置。固定磁极N、S产生匀强磁场，矩形线圈abcd（线圈、灯泡、的电阻均相等且不变）固定在转轴上，转轴一端通过半径r的摩擦小轮与车轮边缘相接触，两者无相对滑动。图中理想变压器原、副线圈匝数比为。当自行车以v匀速前进时，车轮带动摩擦小轮转动进而发电，下列说法正确是（　　） A. 当线圈abcd平面与磁场方向垂直时，发电机电动势最大 B. 若灯丝突然断裂，则两端电压的有效值将变小 C. 若灯丝突然断裂，线圈abcd电阻的热功率变大 D. 若增大摩擦小轮的半径，则流经的电流有效值将变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．当线圈abcd平面与磁场方向垂直时，发电机电动势最小，故A错误； BC．若灯丝突然断裂，等效电阻 增大，原线圈电流减小，线圈abcd电阻的热功率变小，原线圈两端电压增大，则副线圈两端电压增大，两端电压的有效值将变大，故BC错误； D．若增大摩擦小轮的半径，线圈在磁场中转动的角速度减小，线圈感应电动势减小，则流经的电流有效值将变小，故D正确。 故选D。 10. 图甲为某商场电梯，它主要由磁场和含有导线框的轿厢组成。竖直面上相距为b的两根绝缘平行直导轨，置于等距离分布的方向相反的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面，磁感应强度大小相等，每个磁场分布区间的长度都是a，相间排列，如图乙所示。当这些磁场在竖直方向匀速平动时，跨在两导轨间的宽为b、长为a、总电阻为R的导线框MNPQ（固定在轿厢上）将受到安培力。当磁场平动速度为时，轿厢悬停；当磁场平动速度为时，轿厢最终竖直向上以速度u匀速运动。已知导线框和轿厢的总质量为m，重力加速度为g，下列说法中正确的是（　　） A. 方向向下，方向向上 B. 轿厢从悬停到匀速上升的过程中，平均速度为 C. 匀强磁场的磁感应强度 D. 轿厢匀速上升的过程中，外界每秒钟需要给轿厢系统提供的能量 【答案】D 【解析】 【详解】A．依题意，轿厢悬停或者竖直向上做匀速运动时，均需要竖直向上的安培力，由左手定则可知，磁场相对轿厢的运动方向均为竖直向上，即速度和的方向都是竖直向上。A错误； C．轿厢悬停时，导线框中的电流大小为 又 联立，解得 C错误； B．轿厢从悬停到匀速上升的过程中轿厢相对地面的速度为v，由牛顿第二定律 故轿厢做加速度逐渐减小的加速运动，平均速度不等于，B错误； D．当磁场平动速度为时，线框向上运动，当其加速度为零时，达到最大速度，有 电梯向上匀速运动时，外界每秒钟提供给轿厢系统的总能量等于线框的焦耳热与重力势能增加量之和，即 D正确。 故选D。 二、多选题（共5题，每题4分，共20分，每题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但没选全得2分，有错选的得0分） 11. 关于热现象和热学规律，下列说法中正确的是（　　） A. 第一类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量守恒定律 B. 一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的 C. 屋内比屋外温度高，则屋内的所有空气分子速率比屋外所有的空气分子速率大 D. 一定质量的理想气体温度升高1℃，其等压过程吸收的热量小于等容过程吸收的热量 【答案】AB 【解析】 【详解】A．第一类永动机不可能制造成功的原因是违背了能量守恒定律，故A正确； B．根据热力学第二定律，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的，故B正确； C．屋内比屋外温度高，屋内空气分子的平均分子动能大于屋外空气分子的平均分子动能，并不是屋内的所有空气分子速率比屋外所有的空气分子速率大，故C错误； D．根据热力学第一定律，等容过程中吸收的热量仅仅增加为内能；根据理想气体状态方程和热力学第一定律，等压升温的过程中体积增大，对外做功，吸收的热量转化为内能和对外所做的功，故一定质量的理想气体温度升高1℃，其等容过程中吸收的热量小于等压过程吸收的热量，故D错误。 故选AB。 12. 用不同单色光照射图甲电路中光电管阴极K时，微安表读数随两极板间电压变化的图像如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A. 甲光的频率小于乙光的频率 B. 甲光的频率大于乙光的频率 C. 甲光的强度比丙光的强度大 D. 甲光的强度比丙光的强度小 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．根据图乙可知，甲光的遏止电压小于乙光的遏止电压，根据 可知，甲光的频率小于乙光的频率，故A正确，B错误； CD．根据图乙可知，甲丙两光的遏止电压相等，结合上述可知，甲丙是同一种光，甲丙的频率相等，由于甲光照射时的饱和电流大于丙光照射时的饱和电流，可知，甲光的强度比丙光的强度大，故C正确，D错误。 故选AC。 13. 如图所示，一个水槽中盛有一些水，在外力作用下，将长、底面积为的导热柱形筒从水面上方缓慢向下移动，直到管底距水面1m时，撤掉外力，筒恰能悬停在水中。假设筒口浸入水中后，筒内的气体质量不变，视为理想气体，筒的厚度和筒内气体所受的重力可忽略不计。不计环境温度的变化，且筒始终竖直。已知外界大气压始终为，水的密度为，重力加速度取。下列分析正确的是（　　） A. 从筒口接触水面到悬停的过程中，筒内气体从外界吸热 B. 筒悬停时，若外界大气压突然变大，则筒将会下沉 C. 筒悬停在水中时，有0.2m高的水柱进入筒内 D. 筒的质量为10kg 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．从筒口接触水面到悬停的过程中，气体体积减小，外界对气体做功，，温度不变，，由热力学第一定律 可知 故筒内气体放热，A错误； C．初始时刻筒内气体压强为，体积为 筒悬停在水中时，设筒内气柱长度为，则筒内压强为 体积为 由玻意耳定律可得 联立可得 故进入筒内的水柱高度为 C正确； D．悬停时筒受力平衡 解得 D正确； B．筒悬停时，若筒内气柱长度不变，当外界大气压突然变大时，桶内气体压强 故筒内气柱长度将变短，此时，筒内气体排开水的体积减小，筒受到的浮力将减小，浮力小于重力，筒会下沉，B正确。 故选BCD。 14. 半径为r、间距为L的固定光滑半圆弧轨道右端接有一阻值为R的定值电阻，如图所示。整个空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一根长度为L、质量为m、电阻为2R的金属棒从轨道最左端位置ab开始，在外力的作用下以速率v沿轨道（始终与轨道接触良好）做匀速圆周运动，在cd处与轨道分离。电路中其余电阻均不计，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒运动到轨道最低点时，通过定值电阻的电流方向为 B. 整个过程中，金属棒两端的电压不变 C. 整个过程中通过金属棒某截面的电荷量为 D. 整个过程中定值电阻上产生的焦耳热为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．金属棒运动到轨道最低点时，根据右手定则可知，通过定值电阻的电流方向为，故A正确； B．经历时间t，令金属棒圆周运动所转过的夹角为，则有 金属棒做匀速圆周运动，将其线速度沿水平与竖直方向分解，则感应电动势的瞬时值为 金属棒两端的电压 可知，整个过程中，金属棒两端的电压发生变化，故B错误； C．整个过程中，回路感应电动势的平均值为 感应电流的平均值 根据电流的定义式有 解得 故C错误； D．结合上述可知，回路中产生的是正弦式交变电流，则电动势的有效值为 经历时间为半个周期，则有 回路中电流的有效值 则整个过程中定值电阻上产生的焦耳热为 解得 故D正确。 故选AD。 15. 如图所示，光滑平行金属导轨PQ，MN固定在水平地面上，其间距分别为2L和L，导轨电阻不计。金属棒a、b分别垂直放置在导轨PQ、MN上，其长度分别为2L和L，质量分别为2m和m，电阻分别为2R和R。整个装置放在竖直向上的匀强磁场中，导轨PQ区域磁感应强度为B，导轨MN区域磁感应强度为2B。棒a的初速度向左、棒b的初速度向右、大小均为，经过时间，b棒的速度减小为，方向向右。a棒始终在PQ轨道上运动，b棒始终在MN轨道上运动，下列说法正确的是（　　） A. 金属棒a、b系统动量守恒 B. ，棒a相对与棒b的位移大小为 C. ，棒a的位移大小为 D. 从开始运动到b棒的速率为的过程中流过金属棒a的电荷量可能为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据右手定则，可知a棒产生的感应电流与b棒产生的感应电流方向相同，设回路总电流为，a棒受到的安培力为 方向水平向右，b棒受到的安培力为 方向水平向左，故系统合外力为零，金属棒a、b系统动量守恒，故A正确； B．，对金属棒b，根据动量定理有 电量为 联立解得，棒a相对与棒b的位移大小为，故B错误； C．金属棒a、b系统动量守恒，则 则 可得，又 解得，棒a的位移大小为，故C正确； D．当两棒运动稳定时，回路中电流为，可知 解得，方向水平向左 根据动量守恒可知 解得 因此当棒b速度为，方向向左时，根据动量定理 累计得 解得，故D正确。 故选AC。 三、实验题（本题13分，共2小题，请把答案写在答题卡中指定的答题处） 16. 小巴同学操作“油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下： ①向体积的油酸中加酒精，直至总量达到 ②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是； ③先往边长为的浅盘里倒入2cm深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上； ④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的轮廓； ⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长。 根据以上信息，回答下列问题： （1）测量一滴油酸酒精溶液的体积时，为了减小误差而采用的方法是（　　） A. 归纳法 B. 累积法 C. 理想模型法 D. 控制变量法 （2）某同学在用油膜法估测油酸分子直径实验中，计算结果明显偏大，可能是由于______。 A. 粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大 B. 计算每滴体积时，1mL的溶液滴数多数了几滴 C. 粉末太厚导致油酸未完全散开 （3）如图中小方格的个数N有115个，油酸分子的直径d约为______m（结果保留一位有效数字）。 【答案】（1）B （2）C （3） 【解析】 【小问1详解】 测量一滴油酸酒精溶液的体积时，为了减小测量误差，需要将n滴溶液滴入量筒，才能读数，从而求出每一滴溶液的体积，再通过油酸酒精溶液浓度，计算一滴溶液中纯油酸的体积，这里采用了累积法。 故选B。 【小问2详解】 A．若粉末太薄使油酸边界不清，导致油膜面积测量值偏大，根据 可知，计算结果将偏小，故A错误； B．计算每滴体积时，1mL的溶液滴数多数了几滴，导致一滴溶液的体积偏小，即一滴溶液中油酸的体积也偏小，结合上述可知，计算结果将偏小，故B错误； C．粉末太厚导致油酸未完全散开，结合上述可知，S偏小，计算结果将偏大，故C正确。 故选C。 【小问3详解】 根据操作步骤可知，一滴溶液中纯油酸的体积为 油膜的面积为 根据 解得 17. 巴蜀某物理实验小组的同学利用玻意耳定律测量重庆室温（33℃）下的大气压，实验装置如图所示，主要实验步骤如下： 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 0.076 0.091 0.118 0.164 0.250 0.556 13.1 11.0 8.5 6.1 4.0 1.8 ①将一导热圆柱形汽缸（缸壁厚度不计）开口向下并固定在天花板上，用质量为的活塞（厚度不计）封闭一定质量的气体； ②测量汽缸的底面面积，记为 ③在活塞下方附加一质量为m的钩码，待稳定后利用刻度尺测量出活塞距离汽缸顶部的高度h； ④逐渐增加钩码的质量，重复③中的步骤，分别记录钩码的质量以及相应的活塞距离汽缸顶部的高度并记录在表格中； ⑤以钩码的质量m为纵坐标，活塞距离汽缸顶部高度h的倒数为横坐标，绘制图像。实验中可忽略一切摩擦和外界温度变化，g取。 （1）根据表格中的数据，在答题纸的坐标纸上描点作图，绘制图像______； （2）根据图像测得的大气压强为______Pa；（计算结果保留两位有效数字） （3）若该小组同学在处理实验数据时忘记考虑活塞质量，他们测量的大气压强______（选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强的实际值； （4）若使用该实验装置在23℃下进行实验，得到的图像斜率的绝对值______（选填“大于”“小于”或“等于”）33℃下得到的图像斜率的绝对值。 【答案】（1）见解析 （2） （3）大于 （4）等于 【解析】 【小问1详解】 轨迹表格中的数据在坐标上描点，将点迹用一条直线连接起来，使点迹均匀分布在直线两侧，如图所示 【小问2详解】 分析封闭气体，依题意，做等温变化，由玻意耳定律，可得pS0h＝C 系统稳定后，对活塞和重物受力分析，有pS0+(m+m0)g＝pS0 联立解得m(m0) 结合图线中数据可得(m0)＝1.60kg 解得p0＝1.0×105Pa 【小问3详解】 根据前面推导出的函数表达式，若该小组同学在处理实验数据时忘记考虑活塞质量，他们测量的大气压强大于大气压强的实际值。 【小问4详解】 图线的斜率k与封闭气体热力学温度无关，所以若使用该实验装置在37℃下进行实验，得到的图像的斜率等于23℃下得到的图像的斜率。 四、计算题（本题共37分，3小题，18题10分，19题12分，20题15分，每题要求写出必要的文字说明、方程式和步骤） 18. 潮汐发电是一种水力发电的形式，利用潮汐自然涨落产生的水位差具有的势能，通过水轮发电机组转为电能。某小型双向型潮汐发电站水轮发电机每年（365天）发电总量E为，求： （1）水轮发电机的平均功率大小； （2）采用有效值的高压交流电向某地区输电，输送功率为第（1）问中算出的平均功率，若输电线上损耗的功率为输送功率的，求输电线总电阻r。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据平均功率的关系式有 其中 解得 （2）令输送电流为I，由于输送功率为第（1）问中算出的平均功率，则有 输电线上损耗的功率 解得 19. 蜀妹同学设计了测量平板车加速度的装置如图。矩形导热汽缸固定在车厢底面，水平轻弹簧分别连接活塞与车厢右壁，活塞可在汽缸内无摩擦滑动。已知活塞质量、横截面积，弹簧的劲度系数，环境温度，外界大气压强。初始时，汽缸和活塞均处于静止状态，弹簧处于原长，缸内封闭一定质量理想气体，此时活塞与缸底间的气柱长；当平板车沿水平方向做直线运动，活塞相对汽缸静止时，弹簧伸长量为0.5cm（弹簧形变始终在弹性限度内）。求： （1）平板车运动时，缸内气体的压强（可用分数表示）； （2）平板车加速度的大小、方向； （3）若环境温度升高到330K（忽略大气压变化），为保证系统以第（2）问中的加速度运动时，弹簧的伸长量仍然为0.5cm，需在此温度下释放缸内部分气体，则释放气体质量与原气体总质量比值。 【答案】（1）；（2），方向水平向右；（3）0.091 【解析】 【详解】（1）平板车运动时，缸内气体的压强为，此时活塞与缸底间的气柱长 气体经历等温变化，有 得 （2）设向右为正方向，对活塞由牛顿第二定律有 得 方向水平向右。 （3）为保证系统以第（2）问中的加速度运动时，弹簧的伸长量仍然为0.5cm，说明缸内气体的压强还是。假设缸内全部气体保持压强为，温度升高为，体积为，有 得 则释放气体质量与原气体总质量比值为 20. 如图，倾角的两平行光滑导轨、固定在斜面上，垂直斜面向下施加匀强磁场。导轨间距，导轨电阻不计且间连接一定值电阻。对质量为、长度也为L、电阻不计的ab棒施加沿斜面向上的恒力，使ab棒从静止开始加速，到达时速度，该过程通过电阻的电荷量（棒与导轨接触良好，且运动过程中始终垂直于导轨）。此后撤去恒力F，ab棒以从滑入光滑、绝缘、间距也为L的轨道和，全程不脱离轨道。其中、为半径、圆心角圆弧，、段水平，、为圆轨道与两轨道的切点。质量、电阻的“”型金属框静止于水平导轨处，导体框的长度也为、宽度，ab棒运动到处与金属框发生完全非弹性碰撞，碰后粘连成闭合线框一起向右运动。以O点为坐标原点，沿导轨向右建立坐标系，OP右侧区域存在竖直向下、磁感应强度的磁场。重力加速度取。 （1）求棒ab从静止运动到所需时间t； （2）若闭合线框进入磁场区域时，立刻给线框施加一个水平向右的拉力，使线框匀速穿过磁场区域，求此过程拉力所做功； （3）若ab棒到达时可具有不同的速度，之后沿着圆轨道运动到依然与“”型框发生完全非弹性碰撞，请分析碰后PO边能否穿过磁场区域。若能，算出其刚好穿出时对应的；若不能，算出其在磁场中停止时的位置坐标。（结果可用根号表示）。 【答案】（1）1s;（2）0.1J；（3）能， 【解析】 【详解】（1）棒ab从静止运动到的过程中，感应电动势的平均值 感应电流的平均值 通过电阻的电荷量 则棒ab从静止运动到的过程中，由动量定理有 联立以上各式，代入数据解得 （2）设棒ab与金属框碰撞前的速度为，对棒ab从到的过程中由动能定理有 解得 设棒ab与金属框发生完全非弹性碰撞后的共同速度大小为，则根据动量守恒定律有 解得 此后闭合线框进入磁场的过程中边切割磁感线，而当边出磁场的瞬间棒ab切割磁感线，无论边切割磁感线还是棒ab切割磁感线，闭合线框所受安培力的方向均不变，而闭合线框匀速穿过磁场区时切割磁感线产生的感应电动势 感应电流 在闭合线框出磁场区的过程中闭合线框所受安培力 联立解得 （） 由于闭合线框做匀速直线运动，因此安培力始终与所施加拉力大小相等方向相反，由此可知，此过程拉力所做功 （3）假设碰后PO边恰好能穿过磁场区域，且碰后的速度大小为，则根据（2）中分析可得，在PO边恰好穿过磁场区域的过程中，闭合线框所受安培力 （） 对线框由动量定理有 该过程中感应电动势的平均值 感应电流的平均值 该过程回路中电荷量的变化 联立以上各式解得 （） 可知 当取最大值时，在该过程中安培力做功 该过程中闭合线框动能的变化量 有 可知当取最大值时，PO边刚好穿过磁场区域，则ab棒从到由动能定理有 碰撞过程中由动量守恒定律有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $